Introdução a bioquimica carboidratos e lipídeos

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Os principais componentes estruturais do 
corpo são as proteínas, os carboidratos e os 
lipídios
 As proteínas são os “blocos de 
construção” e os “catalisadores”. 
Como unidades 
estruturais, formam a estrutura 
“arquitetônica” dos nossos tecidos. 
Já como enzimas, em conjunto 
com moléculas auxiliares 
(coenzimas e cofatores), catalisam 
reações 
bioquímicas. Por sua vez, os lipídios, 
como o colesterol e os 
fosfolipídios, consistem nas 
principais membranas biológicas. 
Os carboidratos e os lipídios, 
enquanto monômeros ou polímeros 
relativamente 
simples, são nossas principais 
fontes de energia. Suas formas de 
armazenamento nos 
tecidos são o glicogênio e os 
triglicerídios. No entanto, os 
carboidratos podem ser ligados 
a proteínas e lipídios e formar 
estruturas complexas 
(glicoconjugados) essenciais à 
sinalização celular e a processos 
como a adesão celular e a 
imunidade. 
Variáveis químicas, como o pH, a 
pressão de oxigênio, as 
concentrações de íons 
inorgânicos com sist.. tampões, 
definem o ambiente homeostático 
em que ocorre o metabolismo. 
Pequenas alterações nesse 
ambiente, por exemplo, menos de 
um quinto de 
uma unidade de pH ou apenas 
alguns graus na temperatura 
corporal, podem levar a risco 
de vida. 
 O sangue é um meio de transporte 
fundamental que participa na troca 
de gases, combustíveis, metabólitos 
e “informação” entre os tecidos. 
Além disso, o plasma, que pode 
facilmente ser coletado e analisado, 
é uma “janela” acessível para o 
metabolismo e serve como fonte de 
informação clínica. 
As membranas biológicas separam 
as vias metabólicas em diferentes 
compartimentos 
celulares. Sua estrutura impermeável 
é dotada de um conjunto de “portas 
e portões” 
(transportadores membranares) e 
“fechaduras” que aceitam variadas 
chaves (hormônios, 
citocinas e outros receptores) e 
produzem sinais intracelulares. Eles 
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são fundamentais no 
transporte de íons e metabólitos e 
também na transdução de sinais, 
tanto entre células, 
quanto dentro de uma mesma célula. 
A maior parte da energia no corpo é 
utilizada para 
manter os gradientes de 
concentração de íons e metabólitos 
por meio das membranas 
biológicas, o que salienta a 
importância desses processos. Além 
disso, as células do 
organismo todo são absolutamente 
dependentes dos potenciais de 
membrana. Estes são 
utilizados para transmissão nervosa, 
contração muscular, transporte de 
nutrientes e 
manutenção do volume celular. 
 A energia liberada pelos nutrientes é 
distribuída na forma de adenosina 
trifosfato 
 A obtenção de energia em sistemas 
biológicos ocorre por meio da 
fosforilação oxidativa que ocorre na 
mitocôndria. Este processo envolve 
consumo de oxigênio, ou respiração, na 
qual utilizamos a energia dos 
combustíveis para produzir um 
gradiente de íons de hidrogênio ao longo 
da membrana mitocondrial e 
capturamos essa energia na forma de 
adenosina trifosfato (ATP). Os 
bioquímicos referem-se ao ATP como a 
“moeda corrente do metabolismo”, uma 
vez que possibilita que a energia do 
metabolismo dos combustíveis seja 
usada no trabalho, no transporte e na 
biossíntese. 
O metabolismo é uma rede sofisticada 
de processos químicos 
 Os carboidratos e lipídios são 
nossas fontes primárias de 
energia, mas as necessidades 
nutricionais também envolvem 
aminoácidos (componentes das 
proteínas), moléculas 
inorgânicas contendo fosfato, 
sódio, potássio e outros átomos 
em sua constituição e 
micronutrientes, como vitaminas e 
oligoelementos. A glicose é 
metabolizada pela 
glicólise, uma via universal para 
produção de energia que não 
requer oxigênio 
(anaeróbica). A glicólise transforma 
a glicose em piruvato, deixando a 
fase do 
metabolismo oxidativo para a 
mitocôndria. Também produz 
metabólitos que são 
precursores para a síntese de 
aminoácidos, proteínas, lipídios e 
ácidos nucleicos. 
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A glicose é o combustível mais 
importante para o cérebro: por 
isso, a manutenção de 
sua concentração no plasma é 
essencial para nossa 
sobrevivência. O suprimento de 
glicose está ligado ao metabolismo 
do glicogênio, o modo de 
armazenamento de curto 
prazo da glicose. A homeostasia da 
glicose é regulada por hormônios 
que coordenam as 
atividades metabólicas nas células 
e órgãos — principalmente 
insulina e glucagon, e 
também epinefrina (adrenalina) e 
cortisol. 
 
O oxigênio é essencial para a 
produção de energia, mas também 
pode ser tóxico 
 Durante o metabolismo aeróbico, o 
piruvato é transformado em 
acetil-coenzima A 
(acetil-CoA), que é o intermediário 
comum no metabolismo de 
carboidratos, lipídios e 
aminoácidos. A acetil-CoA entra no 
mecanismo metabólico central da 
célula, o ciclo do 
ácido tricarboxílico (ciclo TCA) nas 
mitocôndrias. A acetil-CoA é 
oxidada a dióxido de carbono e 
reduz coenzimas importantes, 
como nicotinamida adenina 
dinucleotídio 
(NAD+) e flavina adenina 
dinucleotídio (FAD). A redução 
desses nucleotídios capta a 
energia libertada pela oxidação do 
combustível. Estes, por sua vez, 
tornam-se os 
substratos para a via final, a 
fosforilação oxidativa, em que os 
elétrons por eles 
carregados reduzem o oxigênio 
molecular por meio de uma cadeia 
de reações de 
transporte de elétrons, 
fornecendo a energia para a 
síntese de ATP. Enquanto o 
oxigênio 
é essencial para o metabolismo 
aeróbico, este também pode 
causar estresse oxidativo e 
causar danos nos tecidos durante 
a inflamação. Para proteger 
células e tecidos dos efeitos 
nocivos do oxigênio, o organismo é 
dotado de poderosas defesas 
antioxidantes. 
 
O metabolismo alterna 
continuamente entre estados de 
jejum e alimentação 
 
 A direção das principais vias do 
metabolismo de carboidratos e lipídios muda 
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em 
resposta à ingestão de alimento. No estado 
alimentado, as vias ativas são a glicólise, a 
síntese de glicogênio, a lipogênese e a síntese 
de proteínas, que renovam os tecidos e 
armazenam o excesso de combustível 
metabólico. No estado de jejum, a direção do 
metabolismo é invertida: o glicogênio e os 
lipídios armazenados são degradados por 
meio da glicogenólise e da lipólise, fornecendo 
um aporte constante de substratos para a 
produção de energia. Com a diminuição das 
reservas de glicogênio, as proteínas são 
sacrificadas para produzir glicose por meio 
da gliconeogênese, garantindo seu 
fornecimento constante, enquanto outras 
vias biossintéticas abrandam-se. Doenças 
comuns como diabetes melito, obesidade e 
aterosclerose, que são atualmente os 
principais problemas de saúde pública 
resultam de desajustes no metabolismo e no 
transporte de combustível. 
Os tecidos executam funções especializadas 
Essas funções envolvem contração muscular, 
condução nervosa, formação óssea, 
vigilância imune, sinalização hormonal, 
manutenção do pH e balanço hidroeletrolítico 
e 
desintoxicação de substâncias exógenas. 
Compostos especializados, como os 
glicoconjugados (glicoproteínas, glicolipídios e 
proteoglicanos), são necessários para a 
organização tecidual e as comunicações 
célula-célula. Progressos recentes na 
compreensão dos sistemas de sinalização 
celular melhoraram nosso conhecimento 
sobre 
crescimento celular e mecanismos de 
reparação. O declínio das células ao longo do 
tempo leva ao envelhecimento, e sua falha 
causa doenças como o câncer. 
O Genoma é o alicerce para tudo 
O genoma fornece o mecanismo de 
conservação e transferência da informação 
genética 
por meio da regulação da expressão gênica e 
do controle da síntese de proteínas. A 
síntese de proteínas é controlada pela 
informação codificada no ácido 
desoxirribonucleico (DNA) e transcrita para o 
ácido ribonucleico (RNA), que é então 
traduzido em peptídios que,adquirindo sua 
conformação, formam moléculas proteicas 
funcionais. O perfil de proteínas expresso e o 
controle de sua expressão temporal 
durante o desenvolvimento, a adaptação e o 
envelhecimento são responsáveis pela nossa 
composição proteica. Nos últimos anos, a 
bioinformática, os estudos de associação de 
todo o genoma e os progressos na 
compreensão da epigenética forneceram 
informações totalmente fascinantes acerca 
da complexidade das redes reguladoras 
genéticas. Além disso, aplicações das 
tecnologias de DNA recombinante têm 
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revolucionado o trabalho de laboratórios 
clínicos durante a última década. A capacidade 
recente de analisar todo o 
genoma e o potencial da proteômica e da 
metabolômica geram ainda novos dados para 
a compreensão da síntese de proteínas 
controlada. 
 ] 
 O glicogênio- atua como uma fonte de 
energia, pelo fornecimento de glicose 
para o corpo, sendo encontrado 
principalmente nas células hepáticas e 
musculares; 
 Triglicerídeos -gorduras presentes na 
corrente sanguínea e tem relação 
direta com a síndrome metabólica, 
como obesidade, diabetes e 
resistência insulínica, risco; 
 Lactose -Açúcar do leite; 
 Sacarose – Açúcar do leite; 
 Maltose e Isomaltose- Produtos da 
digestão do amido; 
Os carboidratos são hidrofílicos: 
 Os carboidratos menores são 
solúveis em solução aquosa; 
 enquanto polímeros como o amido 
e a celulose formam dispersões 
coloidais ou são insolúveis; 
 
•A rotação do plano da luz polarizada pode 
ser dextrorrotatória (+) ou 
levorrotatória (–). Geralmente, essa 
designação está também incluída no nome do 
açúcar; assim d(+)-glicose ou d(–)-frutose 
indica que a forma d da glicose é 
dextrorrotatória enquanto a forma d da 
frutose é levorrotatória. 
• Os açúcares são ligados entre si por 
meio de ligações glicosídicas entre um 
carbono do hemicetal de um açúcar e um 
grupo hidroxila do outro açúcar. 
• Dois açúcares diferentes, como a 
glicose e a galactose, podem estar ligados ou 
como glicose →galactose ou como galactose 
→ glicose, e esses dois dissacarídios podem 
ter um total de 20 isômeros diferentes. 
 • dois aminoácidos idênticos, como duas 
alaninas, podem formar somente o dipeptídio 
alanil-alanina. Além disso, dois aminoácidos 
diferentes, como a-alanina e a glicina, podem 
formar somente dois dipeptídios, alanil-glicina 
e glicilalanina. Em consequência, os açúcares 
têm o potencial de fornecer bastante 
informação química. 
Teste de açúcar redutor para a glicose 
sanguínea 
Os testes originais para a glicose sanguínea 
mediam a atividade redutora do sangue. 
Esses testes funcionavam porque a glicose, 
na concentração 5 mM, é a principal 
substância redutora do sangue; 
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 Ocorrem a partir da formação de 
polissacarídeos: 
 
 Ex. A- Formada por 
monossacarídeos iguais; 
 Ex. B - Formado por 
monossacarídeos diferente 
 I Imagem 1.1 1 
 Libera uma mol. H2O; 
 Carbono anómerico interagindo 
com um grupamento álcool de um 
outro monossacarídeo gerando 
uma ligação glicosídica; varias 
ligações glicosídicas formam uma 
cadeia de polissacarídeos ; 
 Deixa um carbono anómerico livre ( 
extremidade redutora), a que não 
possui é a extremidade não 
redutora; 
 É importante que essa cadeia 
possa ramificações para conseguir 
armazenar mais glicose e ter 
acesso melhor a essas glicoses já 
que iremos conseguir quebrá-las a 
partir das extremidades dessa 
cadeia; 
 Se obtém a ramificação a partir 
da adição de outro 
monossacarídeo adicionando uma 
nova cadeia linear; 
 Libera uma mol. H2O; 
 Carbono anómerico interagindo 
com um grupamento álcool de um 
outro monossacarídeo gerando 
uma ligação glicosídica; varias 
ligações glicosídicas formam uma 
cadeia de polissacarídeos ; 
 Deixa um carbono anómerico livre ( 
extremidade redutora), a que não 
possui é a extremidade não 
redutora; 
 É importante que essa cadeia 
possa ramificações para conseguir 
armazenar mais glicose e ter 
acesso melhor a essas glicoses já 
que iremos conseguir quebrá-las a 
partir das extremidades dessa 
cadeia; 
 Se obtém a ramificação a partir 
da adição de outro 
monossacarídeo adicionando uma 
nova cadeia linear; 
I Imagem 1.2 I 
 
 
 
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Amido 
 Principal função de 
armazenamento energético dos 
carboidratos no vegetal 
 
Glicogênio 
 Absorção de glicose pela dieta; 
 A glicose em excesso vai ser 
armazenada em grânulos de 
glicogênio presente nas cél. 
Hepáticas e nas cél. Musculares, 
terá adição dessas mol. de glicose 
nos grânulos de glicogênio; 
 Reserva energética; 
 
 
Glicosaminoglicanas- Ácido hialurônico 
 Formam cartilagens, tendões e 
articulações; 
 Ácido glucorônico + N-
acetilglicosamina ; 
 Conferem uma estabilidade maior; 
 Ao interagir com as condroitinas 
(sulfato de condroitina) ira 
aumentar a interação dessa 
rigidez e elasticidade. ( GlcA + 
GalNAc4S) . 
 Também possui proteção na pele e 
no olho contra choque mecânico e 
o corpo vítreo é formado por 2 
por cento de ácido e o resto é 
água permitindo uma proteção ; 
 
 
 
 
Fibras Alimentares 
 
 Não hiidrolizaveis no trato 
gastrointestinal; 
 Polissacarídeos e lignina; 
 Não possui função nutricional; 
 
I Quadro de classificação 1.3 I 
 
 
 
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Fibras solúveis 
 Formam gel. 
 ( a interação da água com a fibra 
que confere características 
importantes) 
 Ex. Pectina, gomas e mucilagem 
 Formam redes de polissacarídeos 
com água; 
 
Fibras Insolúveis 
 Caráter fibroso; 
 Ex; celulose,, hemicelulose e lignina; 
 
Glicoconjugados 
 Conjuntos de carboidratos ligados 
covalentemente a proteínas ou 
lipídeos; 
 Caract. de adesão entre cel. 
( Interação célula-matriz) 
 Reconhecimento celular; ( possuem 
lectina que é capaz de interagir 
com os C que estão interligados a 
proteínas e de membrana); Esse 
reconhecimento pode desencadear 
uma resposta inflamatória, toxicas; 
 Proteoglicanos- Proteína 
transmenbrana ( serve como um 
alicerce, uma estrutura central 
para ligação de carboidratos, ex; 
heparana e condroitina sulfato ); 
 Glicoproteínas-Moléculas de 
carboidratos ligados a uma 
proteína; 
 FSH, LH, hormônios tireoidianos e 
imunoglobulinas; 
 Glicolipídeos-LPS bacteriano 
 Localizados na parte externa da 
membrana; 
 Reconhecimento extracelular; 
 O LPS serve como sinal de 
reconhecimento para as cel de 
defesa, é o alvo primário de 
anticorpos, determinam o sorotipo 
em grande quantidades são tóxicos 
( responsável pela hipotensão 
arterial do choque toxico; 
 Lectinas-selectinas 
 Proteínas que se ligam a 
carboidratos seletivamente; 
 Responsável pelo reconhecimento- 
transmissão de sinais que os 
carbo. querem passar; 
 Selectinas-São importantes para 
adesão de cel. Inflamatórias a 
nossa camada endotelial e assim a 
saída dessas cel. Do sangue para 
tecido inflamado e assim começar 
o processo de fagocitose. 
 
Como moléculas informativas 
 Destino de proteína; 
 Interações célula-célula; 
 Diferenciação celular; 
 Indução de sinais extracelulares; 
 Desenvolvimento de tecidos; 
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 Compostos por carbono. Hidrogênio 
e oxigênio; (Apolar) 
 Insolúveis em água e solúveis em 
solventes orgânicos; 
 
Funções 
 Armazenamento (óleos e 
gorduras) 
 Elementos estruturais de 
membrana (fosfolipídios); 
 Isolante térmico; 
 Cofator enzimático; 
 Pigmentos para absorção de luz; 
 Agente emulsificante; 
 Hormônios; 
 Mensageiros celulares; 
(Principalmente na membrana);Estão localizados principalmente em três 
compartimentos: 
 Plasma; 
 Tecido adiposo; 
 Membranas biológicas; 
Ácidos graxos- A forma mais simples de 
lipídeos encontrada principalmente no plasma; 
Triglicerídeos- Forma de armazenamento de 
lipídeos encontrada principalmente no tecido 
adiposo; 
 Lipídios de reserva; 
 Fonte de energia; 
Fosfolipídios- Classe principal dos lipídios das 
membranas em todas as células; 
 Ácidos graxos 
Os ácidos graxos poli-insaturados são 
classificados comumente em dois grupos, dos 
ácidos graxos ω-3 e ω-6, dependendo de a 
primeira dupla ligação aparecer a uma 
distância de três ou seis carbonos a partir do 
grupo metila terminal. 
 
 
 Triglicerídeos (Triacilgliceróis) 
Nos seres humanos, os triglicerídios são 
armazenados na forma sólida (gordura) no 
tecido adiposo. Eles são degradados a glicerol 
e ácidos graxos em resposta aos sinais 
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hormonais, e a seguir liberados no plasma 
para o metabolismo em outros tecidos, 
principalmente no músculo e no fígado; 
 Armazenamento de energia, 
insolúvel, não solvatados; 
 80% da energia no coração e no 
fígado; 
 Pode fornecer energia por 8 
semanas; 
 Funciona como um isolante térmico 
com a gordura subcutânea; 
Também é capaz de fornecer 
calor; 
 T.A Marrom- dissipa calor; 
 T.A. Branco- dissipa ATP; 
 
Armazenamento e Mobilização 
 
 Os ácid. graxos vão ser absorvidos 
pelo trato intestinal e armazenado 
em células específicas que são os 
adipócitos que possuem uma 
gotícula lipídica os triacilglicerol 
conseguem ficar estocados 
 As lipases digerem os ácid. Graxos 
e atravessam a mucosa intestinal 
se ligam as ApoC formando 
lipoproteínas 
¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ 
Fosfolipídios 
Os fosfolipídios estão presentes 
na membrana pela bicamada 
lipídica e a interação da parte 
polar com o meio externo (aquoso), 
enquanto a apolar interage com os 
ácidos graxos formando a 
bicamada lipídica; Essa interação é 
importante para evitar a 
passagem de alguns compostos; 
 Confere seletividade a membrana; 
 Caracterização do tiipo sanguíneo ( 
glicolipideos); 
 Funcionam como cofatores 
(sinalização celular) 
 
 
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Lipoproteinase 
Ciclo exógeno- Transporte de lipídeos que 
vem da dieta para nossa circulação entérica, 
recebido pelo corpo e armazenado no fígado; 
Quilomícron- Lipoproteína inicial; formando no 
intestino com a ajuda da enzima que é a 
proteína microssomal de transporte (MTP), 
Junta a Apo B-48 com os lipídeos que 
estarão em micela no intestino, ao se 
juntarem através da MTP cai na circulação e 
entra em contato com a HDL (Lipoproteína 
de alta densidade) e se comunicam pela Apo 
B-48 fazendo trocas 
 
Após o quilomícron já estar na circulação e 
agora com novas chaves ele continua seu 
percurso pela circulação e entra em contato 
com o endotélio( que possui uma enzima LPL- 
Lipase lipoproteica); A Apo C-II se liga com a 
LPL que faz a quebra dos TG (Triglicerídeos), 
uma vez quebrado libera ácidos graxos livres; 
Toda vez que vai quebrando os TG vai 
perdendo a densidade fazendo com que vire 
quilpmícron remanescente. Não poderá 
receber e nem quebrar TG , vai percorrer 
até o fígado que terá um receptor específico 
para ele já que já fez sua função, será 
reabsorvido e degradado para que use essas 
proteínas em novos ciclos; 
 
 
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Ciclo Endógeno 
O ciclo terá inicio no fígado que ira produzir 
uma lipoproteína VLDL (De baixa densidade) 
que é produzida através da MTP que junta a 
Apo B-100 com os lipídeos presentes no 
fígado, O VLDL rodam a circulação e se 
encontra com o HDL; 
 
Após esse encontro ele vai entrar em 
contato com o endotélio que terá a LPL que 
fara ligação com a Apo C-II e faz a quebra de 
TG, o VLDL vai quebrando os TG até se 
encontrar novamente com a HDL faz a 
doação: 
 
Dessa maneira perde totalmente a 
capacidade de quebra de TG, após essa 
doação perde a densidade de VLDL e adquire 
sua densidade de IDL ( Lipoproteína de 
densidade intermediaria); 
O IDL vai até o fígado para ser reabsorvido, 
ou será degradado totalmente ou um terço 
que não será degradado e vem em forma de 
LDL e ela vai para as células; 
 Gordura saí do fígado, passa por 
esses processos até chegar ao 
LDL e ele armazenar essa gordura 
nas cel. Estrepaticas e no 
endotélio, sendo responsável pelas 
placas de eteroma. 
 Se torna ruim por ajudar no 
processo esteroclerotido e 
armazenar em vasos. 
 Colesterol ruim. 
 
Transporte Reverso 
 O HDL tira o colesterol de 
potencial danoso cardiovascular e 
leva para ser metabolizado ou 
excretado.